基于模擬軋鋼競賽分析高職院校專業發展方向

郝 菲，吳 賀，張惠娟

(天津工業職業學院天鐵校區，河北056404)

0 前言

在飛速發展的中國， 作為國民經濟基礎產業的鋼鐵行業， 為我國經濟發展和社會進步做出了不可磨滅的貢獻。 自2008 年以來，隨著經濟下行壓力和環境壓力的增大，鋼材市場需求回落，鋼鐵行業產能過剩問題極為突出。 國務院提出自2016 年起，5 年之內鋼鐵企業粗鋼產能壓減1 億-1.5 億噸[1]，鋼鐵行業去產能、去庫存、結構調整和轉型升級，造成冶金行業就業波動， 這直接影響了冶金類院校的招生就業工作。 遵循“政府推動、市場引導；加強統籌、分類指導；服務需求、就業導向；產教融合、特色辦學；系統培養、多樣成才”的基本原則[2]，職業院校人才培養和辦學模式等要進行相應調整以適應當前形式。

職業教育是我國經濟社會發展的客觀需求，也是人力資源儲備的基礎條件， 在新經濟新形勢下，職業教育必須滿足市場和社會需求，為發展提供充足的高素質人才[3]。 在鋼鐵行業持續低迷時期，冶金類職業院校應把提高質量作為職業教育發展的重點， 并將開展職業院校技能大賽作為提高教育教學質量的重要方式之一[4]。 在教育部、行業以及協會對人才的要求下， 通過積極參加各級各類技能大賽，展示職業教育改革發展的豐碩成果、展現職業院校師生精湛的專業技能。 天津工業職業學院天鐵校區冶煉專業教師和學生多次參加模擬煉鋼-軋鋼技能大賽，分別在全國、京津冀模擬煉鋼-軋鋼比賽中取得一等獎、二等獎以及團體獎等優異成績。

1 京津冀模擬煉鋼-軋鋼大賽

京津冀模擬煉鋼-軋鋼大賽由河北省金屬學會、北京金屬學會和天津市金屬學會聯合主辦， 第一屆、第二屆、第三屆分別由河北工業職業技術學院等、天津工業職業學院、首鋼工學院承辦。 大賽包括模擬煉鋼、模擬軋鋼兩個賽項，每個賽項均由初賽(理論和實操)和決賽(必答、搶答以及專家點評)環節組成。 本文詳細介紹了模擬軋鋼項目。

1.1 理論模塊

理論模塊是初賽的重要組成部分， 大概30%的比重。 大賽理論模塊是在題庫中隨機抽取一套試卷， 題目類型包括50 道單選，30 道多選和20 道判斷共計100 道題，包括軋鋼工藝、設備、質量以及安全等方面的知識，參賽隊員除了要熟練掌握大賽給定的參考書目外， 還要熟練掌握鋼鐵基本知識、金屬學及熱處理、軋鋼工藝、軋鋼機械設備、軋制原理和鋼材質量控制等內容。 比賽由兩名參賽選手配合完成， 既考驗參賽團隊隊員間的默契和合作能力，又可以完善參賽者知識結構，加深知識理解運用。

1.2 實操模塊

實操模塊是大賽的重頭戲，約占70%的比重。京津冀模擬軋鋼大賽所用仿真操作系統是由北京金恒博遠提供技術支持。 參賽隊伍需根據軋制單指定的產品鋼種規格正確完成一塊鋼的軋制生產和質量控制過程。 要求參賽選手在45 分鐘內完成操作，操作需兩名參賽隊員配合依次完成工藝設定、加熱爐、粗除鱗、粗軋軋制、飛剪剪切、精除鱗、精軋軋制、卷取等操作。

實際操作其主要考查參賽選手對工藝制度的掌握和操作水準， 成績主要由操作時長和操作熟練程度決定。 在規定時間內完成操作， 時間越短分值越高。 經過練習，實操步驟已不是問題，主要扣分點在于操作時長，即考核參賽選手的熟練度。實操比賽非?？简炦x手的心理素質，沉著冷靜是基本要求；還要求選手操作熟練(“快”、“準”、“穩”)，選手間配合默契，既要完成和校核操作計算部分，又要監督操作過程，以防因緊張操作失誤或超時導致扣分過多。

1.2.1 工藝準備

按照鋼種選擇-鋼種成分-原料尺寸-加熱溫度-粗軋軋制規程設定-精軋軋制規程設定-層流冷卻模式選擇-概要的流程順序選擇各項工藝參數。 工藝參數設定是整個軋制操作的關鍵，根據軋制單選擇正確的鋼種、鋼種成分、原料尺寸、加熱溫度、軋制規程、層流冷卻模式，記錄相關數據，尤其是在概要部分要正確記錄主要參數，如原料尺寸、粗軋精軋的開口寬度等，為后面工序的計算和調整提供依據，這部分要求耗時短、設定精確。

1.2.2 加熱爐

加熱爐是將鋼坯送入加熱爐加熱至滿足軋制要求的溫度。 該步驟按氣化冷卻-液壓站-總管壓力-爐壓-各段溫度參數-裝鋼出鋼的流程進行操作，要求操作正確，邏輯正確，板坯加熱質量合格。 為節省操作時間，裝鋼時爐門上升的過程中，入爐軌道可一起高速前進，同理出鋼時爐門下降過程，出爐軌道可一起高速前進。

1.2.3 粗除鱗、粗軋

粗除鱗是將坯料在加熱時產生的氧化鐵皮在高壓水的作用下去除干凈，避免壓入坯料表面。 粗除鱗集管高度設置正確， 除鱗過程邏輯操作正確，除鱗質量合格。 在粗除鱗操作需要計算“上集管位置” 這一參數(上集管位置=來料厚度-160 mm)。

之后進入粗軋， 粗軋簡單來說就是將鋼坯軋成所需寬度和得到精軋所需的中間坯厚度。 粗軋共軋制五個道次，對表面質量要求不太高。 隨軋制道次的增加，壓下量增加，鋼坯的外形發生變化，極易產生形狀缺陷，尤其是鐮刀彎和雪橇頭。 要求參賽選手粗軋時操作邏輯正確，板形異常(鐮刀彎、雪橇頭)處理得當，通過調節上下彎輥的壓力，在170 s內將這兩種形狀缺陷調整至誤差允許的范圍內。

圖1 鐮刀彎

圖2 雪橇頭

1.2.4 飛剪

飛剪的目的是去頭除尾， 將鋼帶不合的頭尾剪去。 操作要求帶頭帶尾范圍為200±50 mm，太長會造成浪費增加成本，太短則會有不合部分進入精軋導致成品型材不合格。

1.2.5 精除鱗、精軋

同粗軋原理，精軋之前需進行除鱗，即精除鱗。隨后進入精軋工序。 精軋產品為成品的鋼帶或者型材，質量要求較高。 精軋操作主要調節對稱平坦度、非對稱平坦度以及型材楔形度，參賽選手根據這些參數進行操作調整。 此外還有換輥操作，隨工作時長增加或產量增多工作輥的磨損程度加劇，應及時更換，重新標定，等待下一批次的軋制。

1.2.6 層流冷卻

精軋出來的帶鋼溫度較高， 經噴水冷卻至合適的溫度，才能卷取打捆。 競賽系統中層流冷卻設置有20 組主冷+2 組精冷， 調取在工藝部分已設置的參數進行冷卻，實際操作中要求調整精冷以滿足層流冷卻出口溫度與卷取溫度差小于10 ℃的要求。

1.2.7 卷取

帶鋼滿足條件后，即可打捆卸卷噴號出庫。

1.3 決賽

通過理論和實操比賽綜合成績的前三名進入決賽(爭冠賽)，該環節包括必答和搶答兩個部分，選手作答，專家評委會點評。

2 技能大賽對冶金院校的現實指導意義

2.1 技能大賽有利于培養冶金類人才的實踐能力

冶金類職業院校以冶金類企業需求、 市場需求為人才培養的最終目標，提高冶金類人才的實踐能力和職業素養。 技能大賽包括模擬煉鋼、模擬軋鋼項目，賽程和評分標準由行業、企業以及院校的相關專家共同制定。 模擬實操項目高度還原鋼鐵企業生產現況，參賽選手一般為二年級或者三年級在校學生，掌握部分專業基礎但不是很熟練，像剛入職的新人，對生產環境和生產過程均不熟悉，由于操作失誤導致生產事故和質量事故的產生，從側面暴露了職業院校在日常教學過程中的不足與短板，通過比賽可以夯實理論基礎，提高操作能力，促進理實一體化發展，為職業院校培養冶金類人才提供了新的途徑。

2.2 技能大賽有利于“雙師型”教師的培養

技能大賽以企業實際生產為基礎， 體現行業的發展現狀，包含著企業和行業的要求，對專業知識、實際操作和職業素養等方面都有較高的要求。 指導教師不僅要有足夠的專業理論知識、 教學能力，還必須具一定的實踐經驗，以指導學生實際操作和解答操作問題。 這就要求教師向“雙師型”教師發展，既有扎實的理論知識和較高的教學水平，又有較強的專業實踐能力[5]。

以大賽為基礎，功在平時，利在千秋。 專業教師要轉變育人理念，強化合作意識；培養學生團隊協作職業素養；關注行業新技術，進行以企業生產實踐為導向的教學改革和課程改革；強化信息化教學能力，教學設計能力，完成理論與實踐的初步融合；積極參與設計競賽活動項目、專業技能培訓，不斷提升專業能力， 適應大賽需求， 指導和培養較高實踐能力的人才，進而達到自身綜合素質的提升。

2.3 技能大賽有利于職業院校競爭力的提升

在國家相關政策引導下， 我國職業教育發展迅猛， 在市場條件下極大滿足了工業制造業的發展需求，得到社會的廣泛關注，用人單位對職業教育人才的認可度也越來越大，彰顯著職業教育的發展大有前途。 但由于專業設置、課程內容等缺乏前瞻性，職業教育需進行教學改革和創新才能滿足未來社會發展的需求[6]。

遵循“以服務為宗旨，以就業為導向，促進教育教學改革”的原則，通過參加技能大賽，明確企業需求，職業院校調整專業設置和課程設置，以企業需求為導向，急企業所急，育企業所用，培養畢業后能直接服務企業的“零培訓”人才。 此外，通過參加技能大賽，加強與其他院校交流學習，開闊眼界，拓展思路，尋找發展方向，還有利于擴大宣傳范圍，刺激招生就業，提升學校知名度，特別是在大賽中取得優異成績則更具影響力。

3 總結

通過參加技能大賽，總結分析經驗，職業院校可以制定專門針對大賽選手的培養計劃，以興趣小組或活動的形式，學習大賽相關知識，模擬大賽賽程和操作，提高參賽選手的獲獎率，增加學生學業成就感、就業競爭力以及繼續深造的動力。

參加職業類大賽，我們實現了走出去的第一步，看到了與同類院校教學水平的差別，也是理論與實踐的一次碰撞， 為院校今后的發展指明了方向：構建信息化平臺，借助模擬仿真軟件實現專業課理論與實踐的初步融合；加強專業能力培養，尤其是實踐能力，培養“雙師型”教師隊伍；以大賽為基礎，結合實踐進行教學改革和課程改革，培養高素質的實踐性人才。